JP6808564B2 - 信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 - Google Patents
信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6808564B2 JP6808564B2 JP2017076819A JP2017076819A JP6808564B2 JP 6808564 B2 JP6808564 B2 JP 6808564B2 JP 2017076819 A JP2017076819 A JP 2017076819A JP 2017076819 A JP2017076819 A JP 2017076819A JP 6808564 B2 JP6808564 B2 JP 6808564B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- reference signal
- level
- analog
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 86
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 38
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 38
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 4
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 101000622137 Homo sapiens P-selectin Proteins 0.000 description 3
- 102100023472 P-selectin Human genes 0.000 description 3
- 208000009989 Posterior Leukoencephalopathy Syndrome Diseases 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/18—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging
- H03M1/181—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedback mode, i.e. by determining the range to be selected from one or more previous digital output values
- H03M1/182—Automatic control for modifying the range of signals the converter can handle, e.g. gain ranging in feedback mode, i.e. by determining the range to be selected from one or more previous digital output values the feedback signal controlling the reference levels of the analogue/digital converter
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
- H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
- H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/1205—Multiplexed conversion systems
- H03M1/123—Simultaneous, i.e. using one converter per channel but with common control or reference circuits for multiple converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/50—Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
- H03M1/56—Input signal compared with linear ramp
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/50—Control of the SSIS exposure
- H04N25/57—Control of the dynamic range
Description
以下、本発明の第1の実施形態における、撮像素子の構成及び駆動について説明する。図1は、第1の実施形態における撮像素子1の全体及び画素回路の構成を示す図であり、図1(a)は、撮像素子1の構成を示すブロック図である。撮像素子1は、画素部10、増幅部11、AD変換部12、垂直走査回路13、参照信号生成部14、カウント部15、水平走査回路16、信号処理部17を含む。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態における撮像素子の全体及び画素回路の構成は、第1の実施形態において説明した図1に示す撮像素子の構成と同様であるため、説明を省略する。第2の実施形態は、増幅部11の増幅回路110の構成、及び、AD変換部12におけるAD変換回路120の構成が、第1の実施形態において図2を参照して説明した構成と異なる。以下、図4のブロック図を参照して、第2の実施形態における撮像素子1の増幅回路110、AD変換回路120及び信号処理部17の回路構成について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図6は、撮像装置の構成を示すブロック図であり、撮像素子1として、第1及び第2の実施形態で説明した撮像素子1を用いる。
Claims (10)
- 時間に比例して増加する互いに異なる傾きを有する複数の参照信号を生成して出力する生成手段と、
前記複数の参照信号のいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された参照信号を用いて、撮像素子の画素部から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、を有し、
前記生成手段は、並行して前記複数の参照信号の生成を行い、
前記画素部からリセットレベルのアナログ信号が出力された場合に、前記選択手段は、前記複数の参照信号を切り替えて選択し、選択された参照信号が前記アナログ信号を上回る度に、前記参照信号を切り替えることを特徴とする信号処理装置。 - 前記アナログデジタル変換手段により前記アナログ信号として前記画素部から出力された撮像信号を変換して得られたデジタル信号から、前記リセットレベルのデジタル信号を減算する加算手段を更に有し、
前記生成手段は、更に、予め決められたレベルの固定参照信号を生成して出力し、
前記選択手段は、前記アナログデジタル変換手段により前記撮像信号を変換する際に、前記固定参照信号が前記撮像信号を上回らない場合に、前記複数の参照信号のうち第1の参照信号を選択し、前記固定参照信号が前記撮像信号を上回る場合に、前記複数の参照信号のうち前記第1の参照信号よりも傾きの小さい第2の参照信号を選択し、
前記加算手段は、前記撮像信号を変換する際に選択された参照信号と同じ傾きを有する参照信号が選択されているときに変換された前記リセットレベルのデジタル信号を減算することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記第2の参照信号の傾きに対する前記第1の参照信号の傾きが、2のべき乗倍であることを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
- 時間に比例して増加する傾きを有する参照信号を生成して出力する生成手段と、
撮像素子の画素部から出力されるアナログ信号に複数のゲインのいずれかをかけて増幅する増幅手段と、
前記参照信号を用いて、前記増幅手段により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、を有し、
前記画素部からリセットレベルのアナログ信号が出力された場合に、前記増幅手段は、前記増幅したリセットレベルのアナログ信号を前記参照信号が上回る度に、前記複数のゲインを切り替えて増幅することを特徴とする信号処理装置。 - 前記アナログデジタル変換手段により前記アナログ信号として前記画素部から出力された撮像信号を変換して得られたデジタル信号から、前記リセットレベルのデジタル信号を減算する加算手段を更に有し、
前記生成手段は、更に、予め決められたレベルの固定参照信号を生成して出力し、
前記増幅手段は、前記アナログデジタル変換手段により前記撮像信号を変換する際に、前記固定参照信号が前記撮像信号を上回らない場合に、前記複数のゲインのうち第1のゲインを用いて増幅し、前記固定参照信号が前記撮像信号を上回る場合に、前記複数のゲインのうち前記第1のゲインよりも大きい第2のゲインを用いて増幅し、
前記加算手段は、前記撮像信号を変換する際に用いられたゲインと同じゲインを用いて増幅された前記リセットレベルのデジタル信号を減算することを特徴とする請求項4に記載の信号処理装置。 - 前記第1のゲインに対する前記第2のゲインが、2のべき乗倍であることを特徴とする請求項5に記載の信号処理装置。
- 画素部と、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の信号処理装置と
を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項7に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 時間に比例して増加する互いに異なる傾きを有する複数の参照信号を生成して出力する生成手段と、前記複数の参照信号のいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された参照信号を用いて、撮像素子の画素部から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、を有する信号処理装置における信号処理方法であって、
前記画素部からリセットレベルのアナログ信号が出力された場合に、
前記生成手段が、並行して前記複数の参照信号の生成を行う生成工程と、
前記選択手段が、前記複数の参照信号を切り替えて選択する選択工程と、
前記アナログデジタル変換手段が、前記選択工程で選択された参照信号をそれぞれ用いて、前記リセットレベルのアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、を有し、
前記選択工程では、選択した参照信号が前記リセットレベルのアナログ信号を上回る度に、前記参照信号を切り替えることを特徴とする信号処理方法。 - 時間に比例して増加する傾きを有する参照信号を生成して出力する生成手段と、撮像素子の画素部から出力されるアナログ信号に複数のゲインのいずれかをかけて増幅する増幅手段と、前記参照信号を用いて、前記増幅手段により増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、を有する信号処理装置における信号処理方法であって、
前記画素部からリセットレベルのアナログ信号が出力された場合に、
前記増幅手段が、前記増幅したリセットレベルのアナログ信号を前記参照信号が上回る度に、前記複数のゲインを切り替えて増幅する増幅工程と、
前記アナログデジタル変換手段が、前記参照信号を用いて、前記増幅手段により増幅された前記リセットレベルのアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換するアナログデジタル変換工程と、
を有することを特徴とする信号処理方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017076819A JP6808564B2 (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 |
US15/944,203 US10560653B2 (en) | 2017-04-07 | 2018-04-03 | Image sensing apparatus and control method for performing analog-to-digital conversion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017076819A JP6808564B2 (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018182458A JP2018182458A (ja) | 2018-11-15 |
JP2018182458A5 JP2018182458A5 (ja) | 2020-05-28 |
JP6808564B2 true JP6808564B2 (ja) | 2021-01-06 |
Family
ID=63709968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017076819A Active JP6808564B2 (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10560653B2 (ja) |
JP (1) | JP6808564B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6909050B2 (ja) | 2017-05-18 | 2021-07-28 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
JP7254576B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2023-04-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、信号処理回路、撮像システム、移動体 |
US11776088B2 (en) * | 2020-03-11 | 2023-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device generating image data and converting the generated image data and operating method of the electronic device |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4022862B2 (ja) | 2002-06-11 | 2007-12-19 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及びその制御方法 |
JP5219962B2 (ja) * | 2009-08-13 | 2013-06-26 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子、その駆動方法、及び撮像システム |
JP5893573B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2016-03-23 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
JP5893550B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2016-03-23 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像システム |
JP5978771B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-08-24 | ソニー株式会社 | 信号処理装置および方法、撮像素子、並びに、撮像装置 |
JP5813067B2 (ja) * | 2012-12-20 | 2015-11-17 | キヤノン株式会社 | 撮像装置の駆動方法、デジタル信号の補正方法、撮像装置、撮像システムの駆動方法、撮像システム |
JP6478467B2 (ja) | 2013-03-28 | 2019-03-06 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像装置の駆動方法、撮像システム |
JP6413235B2 (ja) * | 2013-12-06 | 2018-10-31 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
JP6529352B2 (ja) * | 2015-06-17 | 2019-06-12 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像システム |
CN108352840B (zh) * | 2015-11-06 | 2021-09-14 | Ams 传感器比利时股份有限公司 | 模数转换和模数转换方法 |
US10015429B2 (en) * | 2015-12-30 | 2018-07-03 | Omnivision Technologies, Inc. | Method and system for reducing noise in an image sensor using a parallel multi-ramps merged comparator analog-to-digital converter |
-
2017
- 2017-04-07 JP JP2017076819A patent/JP6808564B2/ja active Active
-
2018
- 2018-04-03 US US15/944,203 patent/US10560653B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180295307A1 (en) | 2018-10-11 |
JP2018182458A (ja) | 2018-11-15 |
US10560653B2 (en) | 2020-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5893550B2 (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
JP6735582B2 (ja) | 撮像素子およびその駆動方法、および撮像装置 | |
JP5094498B2 (ja) | 固体撮像装置及び撮像システム | |
JP4929075B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法、撮像装置 | |
JP6057931B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
KR101000627B1 (ko) | 반도체 장치 제어 방법, 신호 처리 방법, 반도체 장치 및전자 기기 | |
JP5034610B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法および撮像装置 | |
JP6385192B2 (ja) | 撮像装置、撮像システム及び撮像システムの駆動方法 | |
JP5253028B2 (ja) | 撮像システムおよびその制御方法 | |
US20170118433A1 (en) | Solid-state image sensing device and electronic device | |
US20120126097A1 (en) | Image sensing device using a photoelectric converter and a control method therefor | |
JP2006340044A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置におけるアナログ−デジタル変換方法および撮像装置 | |
JP6293321B2 (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
JP6530736B2 (ja) | 撮像装置及びその制御方法 | |
JP7116599B2 (ja) | 撮像装置、半導体装置及びカメラ | |
JP6272085B2 (ja) | 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 | |
JP6808564B2 (ja) | 信号処理装置及び方法、撮像素子、及び撮像装置 | |
JP6643919B2 (ja) | 信号処理装置及び方法、及び撮像装置 | |
JP5222068B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP5953074B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP6896788B2 (ja) | 撮像装置、撮像方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 | |
JP2016039495A (ja) | 撮像装置及びその制御方法 | |
JP6320435B2 (ja) | 撮像装置および撮像システム | |
JP2006311348A (ja) | 固体撮像装置、その駆動方法及びカメラ | |
JP2019193085A (ja) | 撮像素子及びその制御方法、及び撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200401 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201209 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6808564 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |